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采煤沉陷区绿色治理利用技术模式创新与实践
1
作者 袁亮 《中国煤炭工业》 2026年第1期6-7,共2页
“十四五”期间,采煤沉陷区治理实现了从局部复垦向系统修复、从被动治理向主动塑造、从单一恢复向多元协同的深刻转变,逐步构建起融合生态修复、资源利用与产业协同的治理新格局“十四五”时期是我国煤炭工业贯彻新发展理念、加快推进... “十四五”期间,采煤沉陷区治理实现了从局部复垦向系统修复、从被动治理向主动塑造、从单一恢复向多元协同的深刻转变,逐步构建起融合生态修复、资源利用与产业协同的治理新格局“十四五”时期是我国煤炭工业贯彻新发展理念、加快推进绿色低碳转型与高质量发展的关键阶段。在此背景下,采煤沉陷区综合治理因其在统筹能源安全、粮食安全与生态安全方面的重要作用,成为全行业深入践行“绿水青山就是金山银山”理念、推动发展方式系统性变革的关键领域。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 系统修复 生态修复 资源利用 绿色治理
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CO_(2)-水-岩相互作用下饱和煤矸石力学行为及微观结构演变研究
2
作者 丁洋 张一正 +4 位作者 李树刚 林海飞 王梦迪 张艳 周煜尧 《矿业安全与环保》 北大核心 2026年第1期160-169,共10页
深部煤矿采空区CO_(2)地质封存是缓解温室气体排放的重要途径。围绕CO_(2)-水-岩相互作用下饱和破碎煤矸石的力学行为及微观结构演变开展系统研究。基于采空区CO_(2)封存模拟实验平台,对不同CO_(2)反应压力(0、2、4、6、8 MPa)下的饱和... 深部煤矿采空区CO_(2)地质封存是缓解温室气体排放的重要途径。围绕CO_(2)-水-岩相互作用下饱和破碎煤矸石的力学行为及微观结构演变开展系统研究。基于采空区CO_(2)封存模拟实验平台,对不同CO_(2)反应压力(0、2、4、6、8 MPa)下的饱和破碎煤矸石的颗粒破碎特性、压实特性进行系统研究,并通过X射线荧光光谱仪和扫描电子显微镜等测试手段,分析CO_(2)-水-岩相互作用后煤矸石的微观结构变化,探讨煤矸石颗粒的破碎微观机理。结果表明:随着CO_(2)反应压力的增大,破碎煤矸石的相对破碎率由36.07%增至45.49%,增幅为9.42%;分形维数由2.6777增大至2.7363,对比初始分形维数增幅为14.01%;在25 MPa应力下,试样的应变从0 MPa时的0.309增至8 MPa时的0.354,增幅为14.56%。X射线荧光分析显示,Ca元素含量由65.455%降低至15.531%,降低了76.27%,表明含Ca矿物在反应过程中发生了强烈的溶蚀作用。扫描电子显微镜结果显示,随着CO_(2)反应压力从0 MPa增大至8 MPa,煤矸石表面孔裂隙占比从1.446%增至2.641%,表面孔隙分形维数从0.9932增至1.1431。基于实验结果,提出了考虑CO_(2)反应压力的改进经验模型,该模型能够准确描述高CO_(2)压力下饱和破碎煤矸石的力学行为。研究成果为评估煤矿采空区CO_(2)封存的稳定性和安全性提供了理论依据。 展开更多
关键词 CO_(2)封存 煤矸石 颗粒破碎 CO_(2)-水-岩相互作用 分形维数 矿物溶解 微观结构分析
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幂律型裂隙的深部煤矿底板破坏水力压裂控制机制
3
作者 段宏飞 叶大羽 +4 位作者 赵丽娟 曾一凡 邹俊鹏 余国锋 孟相 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第3期139-151,共13页
[目的]底板水力压裂是实现主动卸压、降低岩体破坏程度和改善渗流通道的重要技术手段,但底板裂隙网络在水力压裂过程中的演化特征,及其对应力重分布与岩体稳定性的影响仍缺乏系统定量认识。[方法]为解决这一易导致底板岩体严重破坏的问... [目的]底板水力压裂是实现主动卸压、降低岩体破坏程度和改善渗流通道的重要技术手段,但底板裂隙网络在水力压裂过程中的演化特征,及其对应力重分布与岩体稳定性的影响仍缺乏系统定量认识。[方法]为解决这一易导致底板岩体严重破坏的问题,基于幂律裂隙网络与流固耦合理论,将底板视为含多尺度裂隙的饱和多孔介质,引入裂隙幂律指数、最大裂隙长度和裂隙长度比参数,构建统一表征原生裂隙与水力压裂诱导裂隙的底板水力压裂流-固-裂隙耦合模型,从而实现底板裂隙网络结构演化特征的定量、全面分析。通过与裂隙介质渗流试验及现场工程数据的对比,验证模型对裂隙网络控制下流体运移和应力重分布的表征能力。以安徽淮南矿区某矿1221(3)W工作面底板为算例,分析承压含水层或注水边界条件下底板中线应力的时空演化特征;结合底板破坏监测点轴向应力与时程曲线,为数值模型中应力演化与失稳判据提供参照。[结果和结论]采用提出的耦合模型计算1221(3)W工作面可得:裂隙统计特征对应力场的影响具有明显差异;当裂隙幂律指数由1.7减小至1.3时,底板岩体最大应力增幅约24.91%;当最大裂隙长度由0.012m增至0.020m时,最大应力增幅约43.71%;当裂隙长度比由0.002增至0.010时,最大应力增幅约10.85%;因此可得最大裂隙长度是控制底板应力集中和稳定性最敏感的裂隙参数,其次为裂隙幂律指数,裂隙长度比的影响相对较弱。此外,研究发现底板中少量贯通性强的长大裂隙对应力集中和裂隙导水范围具有主导作用,应在底板水力压裂设计中予以重点识别和控制,为深部煤矿底板稳定性评价和突水风险防控提供参考。 展开更多
关键词 深部煤矿 底板水力压裂 幂律裂隙网络 流固耦合 底板应力 突水风险
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离层注浆控沉部分参数优化设计与应用
4
作者 曾一凡 朱慧聪 +8 位作者 武强 石建祥 段宏飞 魏恒征 陶鹏 杨宁 尹文斌 薄涛 杨江峰 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期905-923,共19页
采煤区地表塌陷是严重影响地表社会生产生活秩序、破坏属地生态系统平衡的关键地质灾害,煤层覆岩离层注浆充填是矿场一线开展源头控制地表塌陷的前沿技术之一,其中,对浆材物性、注采比、水灰比等关键注浆参量进行合理取值是确保注浆控... 采煤区地表塌陷是严重影响地表社会生产生活秩序、破坏属地生态系统平衡的关键地质灾害,煤层覆岩离层注浆充填是矿场一线开展源头控制地表塌陷的前沿技术之一,其中,对浆材物性、注采比、水灰比等关键注浆参量进行合理取值是确保注浆控沉成效达到预期的核心工作。为对浆材物性等参量进行协同优化预测及量化,提出一种考虑离层注浆多元下游参量联动控制效应的地表沉降量预测模型;探究浆材物性等关键参量之间及其与地表沉降量的协同-互馈演化关系,获得关键注浆参数匹配组合;通过自研多场耦合可视化物理相似模拟注浆试验,系统设计离层注浆控沉试验对理论预测模型科学准确性进行检验,并开展工程实践应用。结果表明:提出了一种考虑离层注浆多元下游参量联动控制效应的地表沉降量预测模型,结合研究区工作面实际获得了既定工程背景和材料属性条件下“二级粉煤灰+水灰比1.2∶1+注采比0.48”的满足工程控制目标的关键注浆参数匹配组合。基于自研多场耦合可视化物理相似模拟注浆试验系统开展了离层注浆控沉试验,当工作面推进至130.0 cm时,煤层顶界面之上109.0 cm处的目标层发育7号离层空间,同时压水水压进入恒压稳定阶段,符合理论预期,启动注浆时机显现;ZJ-01和ZJ-02孔浆液最大宏观扩散半径分别为238.7 mm和294.5 mm,结合等值线可知孔间形成了有效交圈覆盖区,构造控制作用下浆液分布异化形成强化区和薄弱区;试验获取地表最大沉降量为334.2 mm,终采线侧地表最大沉降量为143.2 mm,均达到预期控沉目标(<360.0 mm)。基于理论模型确立的关键注浆参数匹配组合设计注浆方案开展工程应用,监测周期内终采线侧地表最大沉降量为122.8 mm,交通干线沿线路基最大沉降量为243.9 mm,均达到预期控沉目标,检验了注浆层在关键时期内稳定地层结构的核心控制效能,有效维护了地表相关建(构)筑物的安全稳定性。 展开更多
关键词 采区塌陷 离层注浆 注采比 物理相似模拟 浆液扩散
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基于LSTM-DCNN和迁移学习的矿山地下开采地表沉降预测方法
5
作者 张东炜 张艺山 +4 位作者 焦诗卉 赵永 邓文学 薛斌 文鑫 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第2期158-166,共9页
地下矿体开采过程中,采空区坍塌会破坏岩层的应力平衡,进而引发地质灾害并危及地表设施。为在矿山未开采阶段缺乏实际监测数据的情况下提高矿山地表沉降预测的精度,保障人员安全和矿区生产,提出了一种结合神经网络和迁移学习的矿山地下... 地下矿体开采过程中,采空区坍塌会破坏岩层的应力平衡,进而引发地质灾害并危及地表设施。为在矿山未开采阶段缺乏实际监测数据的情况下提高矿山地表沉降预测的精度,保障人员安全和矿区生产,提出了一种结合神经网络和迁移学习的矿山地下开采地表沉降预测方法,融合长短时记忆神经网络准确提取时间序列特征以及深度卷积神经网络提取数据的局部特征的优点,提高预测模型的准确性。根据中干沟钒钛磁铁矿的开采设计,利用预测模型开展不同开采进度下地表沉降预测。结果表明,随着出矿量的增加,各分段的均方误差均小于0.4,所提出的模型在不同开采进度下的地表沉降预测中表现出较高的准确性。该方法能够为类似矿山的地表沉降预测和安全监测提供参考。 展开更多
关键词 地下矿山 长短时记忆神经网络 深度卷积神经网络 迁移学习 地表沉降预测
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基于径向导向槽工艺的定向气体压裂试验与数值模拟研究
6
作者 谭涛 陈天宇 +1 位作者 金长宇 赵福权 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第2期21-30,共10页
岩体弱化技术中,气体压裂相较于水力压裂更易形成复杂的裂缝网络,为了研究定向压裂技术领域中的气体压裂裂缝扩展机理,开展了基于径向导向槽工艺的定向气体压裂室内物理试验与数值模拟研究。提出了径向导向槽制备方法,模拟封隔器的原理... 岩体弱化技术中,气体压裂相较于水力压裂更易形成复杂的裂缝网络,为了研究定向压裂技术领域中的气体压裂裂缝扩展机理,开展了基于径向导向槽工艺的定向气体压裂室内物理试验与数值模拟研究。提出了径向导向槽制备方法,模拟封隔器的原理设计了特制密封夹具,并借助声发射装置对气压致裂过程进行了实时监测。试验结果表明:径向导向槽在一定尺度内能显著改变气体压裂裂缝的扩展方向,且对比无径向导向槽试件降低了约30%的起裂压力;气体压裂动态加载方式下出现特有的主裂缝+次生微裂缝的裂缝网络,且裂缝宽度相对准静态加载方式增加了2~3倍。在此基础上,基于LS-DYNA进行了有无导向槽的瞬态气体压裂动力学数值模拟,对比分析了有无径向导向槽模型的有效塑性应变、范式等效应力等指标,模拟结果与室内试验结果一致。研究结果可推动深部硬岩定向压裂技术与岩体弱化方法的发展,为定向气体压裂技术的工程应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 定向气体压裂 径向导向槽 裂缝扩展 数值模拟
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高应力复合顶板淋水巷道围岩修复技术研究
7
作者 李世辉 王庆牛 +1 位作者 陈康 王威 《煤炭技术》 2026年第1期85-90,共6页
针对高应力复合顶板淋水巷道围岩松动范围大、变形剧烈、难支护的技术难题,以丁集矿1232(1)工作面轨道巷为工程背景,在现场调研巷道围岩破坏特征的基础上,结合理论分析和实验室试验,分析了巷道围岩失稳的主控因素和机制,提出了一种基于... 针对高应力复合顶板淋水巷道围岩松动范围大、变形剧烈、难支护的技术难题,以丁集矿1232(1)工作面轨道巷为工程背景,在现场调研巷道围岩破坏特征的基础上,结合理论分析和实验室试验,分析了巷道围岩失稳的主控因素和机制,提出了一种基于预应力全锚注的分级递进式围岩修复对策和方案,调动更大范围围岩的承载能力,建立新的围岩-结构体。工程实践表明:采用该方案修复巷道后,3个月内顶板下沉量和两帮相对移近量最大值分别为42 mm和81 mm,巷道围岩变形得到了有效控制,研究结果可为类似工程地质条件巷道围岩修复工作提供借鉴。 展开更多
关键词 高应力 复合顶板 浸水膨胀率实验 失稳机制 巷道修复
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丘陵破碎地带采空区上覆岩层结构稳定性及加固措施
8
作者 欧阳习满 勾奇庆 +1 位作者 韩仕学 梁斌 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期208-217,共10页
依托郑洛高速公路ZLGSTJ-2标段工程米河煤矿区某路基段施工工程,针对丘陵破碎地带采空区上覆岩层结构存在地下空洞、裂缝和塌陷等对临近高速公路建设及运营构成的潜在重大安全隐患问题,通过力学平衡分析法计算了高速公路荷载作用下采空... 依托郑洛高速公路ZLGSTJ-2标段工程米河煤矿区某路基段施工工程,针对丘陵破碎地带采空区上覆岩层结构存在地下空洞、裂缝和塌陷等对临近高速公路建设及运营构成的潜在重大安全隐患问题,通过力学平衡分析法计算了高速公路荷载作用下采空区临界深度,进而对采空区上覆岩层结构稳定性进行了评价。并结合数值模拟分析了不同因素对上覆岩层结构稳定性的影响,提出了合适的采空区注浆加固措施。结果表明:在地表新增荷载作用下最大采宽处采空区临界深度为111.07 m,大于该段采空区深度,反映出上覆岩层处于不稳定状态;采空区的埋深及宽度与上覆岩层的竖向位移呈正相关,煤层倾角则呈负相关;地表新增荷载会加剧上覆岩层应力变化,增大变形程度,导致顶板产生开裂、垮落现象;采用全充填注浆法进行处置后,芯样试验得出所取浆液结石体的单轴抗压强度均大于0.6 MPa,注浆效果检测指标均符合要求。 展开更多
关键词 丘陵破碎地带 采空区 高速公路 上覆岩层 结构稳定性 地表新增荷载 注浆加固
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褶曲构造带高压劈裂注浆加固与工程实践
9
作者 孙林 李云峰 +2 位作者 贾术峰 葛志强 张俊宇 《煤炭技术》 2026年第2期119-124,共6页
针对巷道开挖过程中遇到褶曲构造带,且巷道顶板稳定性差和煤体破碎的情况。为防止巷道开挖过程中出现漏顶,将采用高压劈裂注浆对顶板进行加固封堵,确保巷道正常开挖。主要利用两段上行式注浆充填和大直径深孔高压劈裂超前帷幕注浆2种技... 针对巷道开挖过程中遇到褶曲构造带,且巷道顶板稳定性差和煤体破碎的情况。为防止巷道开挖过程中出现漏顶,将采用高压劈裂注浆对顶板进行加固封堵,确保巷道正常开挖。主要利用两段上行式注浆充填和大直径深孔高压劈裂超前帷幕注浆2种技术,首先,在巷道掘进工作面位置施工密闭墙,并且在施工前预留好注浆管道,对封闭墙进行全断面喷浆,然后,通过密闭墙内预留注浆管道,对漏顶区域进行充填注浆加固顶板,深部注浆孔分两阶段对前方巷道顶板进行全覆盖超前注浆加固。通过超前高压注浆,保证巷道顶板完整性,做到主动防控,避免灾害发生,确保巷道安全顺利贯通。该技术是保障褶曲构造带条件下,工作面安全高效开采的重要支撑,为行业向复杂构造区延伸提供了关键技术储备。 展开更多
关键词 顶板 高压劈裂 注浆加固 超前注浆
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不同地形条件下工作面埋深对开采沉陷的影响
10
作者 吕文婧 吕义清 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期94-105,共12页
为研究受地形条件影响下工作面埋深对开采沉陷的影响,以山西省某煤矿为工程背景,采用理论分析和MIDAS数值模拟相结合的方法,研究了在山区沟谷地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤以及在平原地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤共4种情... 为研究受地形条件影响下工作面埋深对开采沉陷的影响,以山西省某煤矿为工程背景,采用理论分析和MIDAS数值模拟相结合的方法,研究了在山区沟谷地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤以及在平原地形条件下分别开采8^(#)煤和11^(#)煤共4种情况,对比分析采动过程中各模型的地表移动变形特征及覆岩应力应变特征。研究结果表明:(1)水平重复开采过程中两工作面形成的沉降漏斗会相互影响,开采结束后地表下沉量是由单工作面开采所引起的地表下沉量的叠加;(2)开采相同工作面时,不同地形条件对地表变形的影响程度不同;随着工作面埋深增加,地形对开采沉陷的影响减小;(3)随着煤层埋深增加,地表整体下沉的幅度减小,但在山区沟谷地形条件下,煤层埋深越深,在中间煤柱正上方地表处由采煤引起的竖向位移反而增加。研究成果可以为类似的黄土沟谷区地表保护以及地质灾害防护提供借鉴。 展开更多
关键词 开采沉陷 地形条件 工作面埋深 MIDAS 煤矿
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多层厚硬顶板大采高综放面强矿压特征及防控技术
11
作者 张震 《中国煤炭》 北大核心 2026年第1期22-35,共14页
为解决榆神矿区多层厚硬顶板大采高综放面开采期间强矿压带来的支架压架、立柱受冲击严重损坏的难题,采用压力传感器和位移传感器对曹家滩煤矿122108大采高综放开采面进行系统性监测,明确了多层厚硬顶板大采高综放面矿压显现宏观特征,... 为解决榆神矿区多层厚硬顶板大采高综放面开采期间强矿压带来的支架压架、立柱受冲击严重损坏的难题,采用压力传感器和位移传感器对曹家滩煤矿122108大采高综放开采面进行系统性监测,明确了多层厚硬顶板大采高综放面矿压显现宏观特征,分析了多层厚硬顶板覆岩破断动载冲击特征,明确了矿压作用机理,提出了以弱化中低层位岩层、增大充填空间、缩小高层位顶板的活动空间为目标的井下水力区域压裂顶板弱化技术。研究结果表明,多层厚硬顶板大采高综放面矿压显现异常强烈,表现为来压步距大、持续时间长、动载系数高、支架大幅下缩的特点,工作面平均周期来压步距18.4 m,来压持续距离11.5 m,来压平均动载系数1.45,支架下缩量聚集于0.4~1.0 m;多层厚硬顶板大采高综放面来压呈现出强动载来压期间多次连续性或短距间断性大周期来压的新特征,煤层上覆100 m范围内中高位厚硬岩层破断失稳对工作面具有较强的冲击作用,随厚硬岩层距煤层距离继续增加,其周期破断不再对工作面产生矿压作用,下位厚硬岩层的破断一定程度上加速了上位顶板断裂;井下水力区域压裂顶板弱化技术有效减缓了工作面的强矿压显现,压裂后周期来压步距最大值由64 m降至35 m,工作面平均周期来压持续距离由11.5 m降至8.4 m,来压动载系数1.4以上的比例由85.27%降至9.80%,能量104 J以上微震事件个数下降54.02%。 展开更多
关键词 多层厚硬顶板 矿压显现特征 水力区域压裂顶板弱化技术 矿压作用机理 围岩控制
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露天矿采场边坡锚固参数优化及效果评价
12
作者 张华超 闫祥 +1 位作者 徐继业 张成良 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期173-180,共8页
采场边坡稳定性随下部延伸开采呈逐年降低趋势,而其稳定性与采场作业紧密相连。为保证采场作业安全,对已形成的采场边坡采用锚(杆)索+框格梁的加固措施。加固结构参数的选择及优化关系到矿山安全及可持续发展,采场边坡加固参数的优化及... 采场边坡稳定性随下部延伸开采呈逐年降低趋势,而其稳定性与采场作业紧密相连。为保证采场作业安全,对已形成的采场边坡采用锚(杆)索+框格梁的加固措施。加固结构参数的选择及优化关系到矿山安全及可持续发展,采场边坡加固参数的优化及效果评价成为目前研究的热点问题。采用无人机对采场边坡进行地形测绘,根据地形测绘数据建立真实的采场边坡三维模型,分析不同岩体结构采场边坡加固的结构参数:锚索的锚固长度、框格梁间排距、平台留设宽度,根据数值模拟结果确定了不同岩体结构类型的优化参数。研究结果表明,锚固长度由8m增加至12m时,边坡位移量减少了20.5%,锚索轴力最大值变化不明显;框格梁间排距增至4m×4m和5m×6m时安全系数分别减小了7.6%和3.8%,且后者边坡位移值最小;从安全系数上看,12m宽平台更为合理。在代表性地段布设锚索应力监测点对采场边坡应力及稳定性进行监测和效果评价,评价结果表明:采场边坡采用优化的锚固参数是合理的,可以指导下部采场的加固参数选择,为类似矿山采场边坡护坡提供参考。 展开更多
关键词 采场边坡 锚固参数 锚固优化 预应力监测 无人机测绘
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基于LSTM-GRU神经网络的煤矿区开采沉陷预测
13
作者 马吉强 张爱华 +1 位作者 吴仪 杨旭 《陕西煤炭》 2026年第4期1-6,12,共7页
【目的及方法】大面积矿产开发造成了区域环境和资源破坏,岩土体位置和形态改变,从而引发地面沉降、塌陷等地质灾害,严重影响了矿区经济社会发展与生态环境修复,且严重威胁人民群众的生命财产安全。随着人工智能技术的不断发展,人工神... 【目的及方法】大面积矿产开发造成了区域环境和资源破坏,岩土体位置和形态改变,从而引发地面沉降、塌陷等地质灾害,严重影响了矿区经济社会发展与生态环境修复,且严重威胁人民群众的生命财产安全。随着人工智能技术的不断发展,人工神经网络在矿区开采沉陷预测研究领域应用逐渐广泛,故提出基于LSTM(Long Short-Term Memory,长短期记忆网络)与GRU(Gated Recurrent Unit,门控循环单元)神经网络的矿区开采沉陷预测方法。以某矿工作面的监测数据为例,建立LSTM、GRU及其组合(SUM)的时间序列预测模型,以实现矿区开采引起的地表下沉值和水平变形值预测。【结果及结论】LSTM、GRU及SUM预测结果表明,总体上,对于地表下沉值预测,LSTM、SUM优于GRU,LSTM最优,其均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE,Mean Absolute Percentage Error)分别为14 mm、1.5%;对于地表水平移动值预测,LSTM、SUM优于GRU,LSTM最优,其RMSE、MAPE分别为25 mm、6.9%;对于单次预测,精度的稳定性由高到低分别为SUM、LSTM、GRU,RMSE、MAPE的最大值与最小值均为GRU。 展开更多
关键词 开采沉陷 LSTM神经网络 GRU神经网络 变形预测 深度学习
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安徽淮北采煤沉陷区水体碳密度分布特征及固碳潜力研究
14
作者 王恒 丁浩然 +7 位作者 杨慕夏 田德金 吴腾 徐超 李泰平 毕佳颖 朱晓峻 郑刘根 《山东国土资源》 2026年第3期23-31,共9页
煤矿开采致使地表沉陷和植被覆盖率减少,进而引发高潜水位矿区沉陷区积水,原有生态系统碳库功能遭受损害。为明晰高潜水位矿区沉陷区水体“固碳增汇”潜力,本文以淮北市绿金湖已治理采煤沉陷区、五沟未治理采煤沉陷区以及自然水体白尤... 煤矿开采致使地表沉陷和植被覆盖率减少,进而引发高潜水位矿区沉陷区积水,原有生态系统碳库功能遭受损害。为明晰高潜水位矿区沉陷区水体“固碳增汇”潜力,本文以淮北市绿金湖已治理采煤沉陷区、五沟未治理采煤沉陷区以及自然水体白尤沟为研究对象,测定各区域水体自身、底泥及水生植被碳密度含量,分析碳密度含量分布差异,并探讨固碳能力。结果表明:各部分碳密度分布均为底泥>水生植被>水体,底泥为水体主要固碳场所,碳密度含量占比均超过97%。各区域碳密度分布为已治理采煤沉陷区>未治理采煤沉陷区>自然水体,已治理采煤沉陷区水体固碳能力较强,自然水体相对较弱,生态治理在一定程度可促进采煤沉陷区碳库恢复。研究结果可为测算两淮矿区乃至其他矿区固碳能力提供理论支撑及科学依据。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 水体碳密度 分布特征 安徽淮北
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煤矿区厚松散层开采条件下地表动态预计模型研究
15
作者 宁鑫 冉典 +2 位作者 徐辉 韩梦秋 杨旭 《陕西煤炭》 2026年第3期6-14,共9页
【目的】开采地表沉陷动态预计描述了地表移动变形与开采时间的关系,在防治采空区地表移动变形破坏方面具有重要的指导意义。【方法】以淮南某煤矿厚松散层开采条件下南二采区1414(1)综采面的实测数据为例,利用Knothe、分段Knothe、Weib... 【目的】开采地表沉陷动态预计描述了地表移动变形与开采时间的关系,在防治采空区地表移动变形破坏方面具有重要的指导意义。【方法】以淮南某煤矿厚松散层开采条件下南二采区1414(1)综采面的实测数据为例,利用Knothe、分段Knothe、Weibull、Gompertz、Logistic、Usher共6种时间函数构建了该工作面地表下沉动态预计模型,基于Matlab曲线拟合工具箱求解了模型参数,采用中误差和相对中误差评价了各模型的预计精度。【结果】研究结果表明,模型精度及稳定性相对较好的模型为分段Knothe、Gompertz和Usher函数模型,Gompertz模型最优,其中误差和相对中误差分别为42.6 mm,4.6%;Knothe模型明显差于其他5种模型;Usher模型能够实现单点预计和全盆地地表动态预计,在个别点位上能够达到最优预计效果。【结论】研究成果可为煤矿开采沉陷规律研究和动态预计提供一定的借鉴和参考。 展开更多
关键词 地表沉陷 动态预计 Usher时间函数 模型参数
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煤矿沉陷区表层土壤细菌群落固碳固氮功能对水蚀强度的响应
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作者 郝春明 罗鹏宇 +3 位作者 王菲 樊星 唐佳伟 易四海 《煤炭学报》 北大核心 2026年第2期1589-1602,共14页
煤矿沉陷区水力侵蚀(水蚀)前后,表层土壤细菌群落的多样性、结构及其固碳固氮功能的变化已受到关注。然而,针对不同水蚀强度下细菌群落特征演变规律的研究尚不系统。为此,系统采集了煤矿沉陷区34组不同水蚀强度下的表层土壤样品,并采用... 煤矿沉陷区水力侵蚀(水蚀)前后,表层土壤细菌群落的多样性、结构及其固碳固氮功能的变化已受到关注。然而,针对不同水蚀强度下细菌群落特征演变规律的研究尚不系统。为此,系统采集了煤矿沉陷区34组不同水蚀强度下的表层土壤样品,并采用高通量测序、结构方程模型及分子生态网络分析等技术手段,探索了轻度、中度和重度水蚀强度下表层土壤细菌群落特征、组装机制及固碳固氮功能的演变规律。结果表明:与未水蚀区域相比,轻度、中度和重度水蚀强度下,煤矿沉陷区表层土壤有机碳分别下降了33.57%、69.66%和82.63%,而总氮质量分数分别减少了57.02%、71.33%和85.28%。与此同时,细菌群落的Sobs指数下降了18.82%、23.17%和36.60%,ACE指数也随之下降了22.96%、25.83%和36.52%。虽然不同水蚀强度下煤矿沉陷区表层土壤细菌群落的构建模式仍以随机性过程为主导,但随着水蚀强度的增强,随机性作用逐渐减弱,而确定性作用则逐渐增强。表层土壤中固碳固氮细菌群落与环境因子之间的关联性逐渐加强,而细菌群落间的协作性、信息传递效率以及能量流动速率则逐渐降低。 展开更多
关键词 细菌群落 组装机制 分子生态网络 固碳固氮功能 水力侵蚀
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矿区沉陷监测中InSAR技术的时间序列分析
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作者 王琛 《世界有色金属》 2026年第2期190-192,共3页
矿区地表沉降监测需满足高精度、高频率与大范围覆盖需求。InSAR技术依托雷达遥感平台,具备毫米级形变识别能力,已在矿区安全监测中展现突出优势。本文围绕时间序列分析展开研究,针对相干性衰减、地表运动复杂与观测周期冲突三大问题,... 矿区地表沉降监测需满足高精度、高频率与大范围覆盖需求。InSAR技术依托雷达遥感平台,具备毫米级形变识别能力,已在矿区安全监测中展现突出优势。本文围绕时间序列分析展开研究,针对相干性衰减、地表运动复杂与观测周期冲突三大问题,提出联合建模、精细配准、多源融合、动态参考点更新与趋势预测等优化策略。具体通过引入PS-InSAR(永久散射体干涉测量)与SBAS(小基线子集)联合建模技术,有效解决了相干性衰减导致的时间序列不稳定问题,显著提升了形变监测的连续性和精度。同时,构建的高分辨率数字高程模型(DEM)不仅提升了干涉图的配准质量,还为后续的地表形变分析提供了更为准确的地形基准。结合多源遥感数据的融合应用,进一步增强了沉降区域的识别能力,使得监测结果更为全面和可靠。动态基准点网络的设立,则有效提升了监测区域的稳定性,减少了外部因素对监测结果的干扰。通过应用机器学习算法对沉降趋势进行预测,为矿区的安全预警和灾害防治提供了科学依据。 展开更多
关键词 矿区沉降 INSAR 时间序列 相干性 遥感融合 动态参考点 趋势预测
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基于机器学习的矿山岩体失稳模型构建及风险评估
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作者 赵其祯 赵子巍 +1 位作者 程国龙 黄爽 《黄金》 2026年第2期48-56,共9页
地下矿山开采过程中普遍存在地压灾害频发、爆破施工扰动,导致岩体失稳及顶板沉降变形等多种复杂岩体失稳风险灾害。为精准提升矿山安全生产管理水平,以金川二矿区为研究对象,系统梳理该矿区岩体工程地质相关数据,从数据库中筛选并获取... 地下矿山开采过程中普遍存在地压灾害频发、爆破施工扰动,导致岩体失稳及顶板沉降变形等多种复杂岩体失稳风险灾害。为精准提升矿山安全生产管理水平,以金川二矿区为研究对象,系统梳理该矿区岩体工程地质相关数据,从数据库中筛选并获取了6912个具有代表性的数据样本作为研究基础。采用GBDT、XGBoost、LightGBM和CatBoost等4种主流机器学习算法,构建岩体失稳风险分类与评价模型,对金川二矿区的岩体失稳风险状况进行全面、系统的分析评价。为客观、科学地验证模型性能,选取精确率、召回率、F1得分及准确率4个核心评价指标,对模型的预测效果进行量化评估。研究结果表明,所构建的4种机器学习模型在岩体失稳风险评价中均表现出较好的适用性和可靠性,能够有效实现对岩体失稳风险的精准识别与分级。其中,基于LightGBM算法搭建的模型在各项评价指标上均表现最优,具备最佳的综合评价性能。该研究成果可为金川二矿区及同类地下矿山的岩体失稳风险等级精准分析、风险预警及安全生产管理决策提供科学可靠的参考依据,对保障矿山开采作业安全具有重要实践意义。 展开更多
关键词 机器学习 岩体失稳 模型构建 风险评估 混淆矩阵 安全生产
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基于Bishop极限平衡法的后安煤矿采煤沉陷区边坡角确定与稳定性评价
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作者 赵伟 周连春 +5 位作者 赵雄 谭诗 赵津 古娜 赵尚海 赵成 《矿山工程》 2026年第1期184-190,共7页
本文以山西朔州平鲁区后安煤矿采煤沉陷区为研究对象,结合现场地质勘察与室内岩土力学试验数据,采用Bishop极限平衡法对沉陷区南、北、东、西四个方向的边坡剖面进行稳定性分析。通过圆弧滑动模型计算各剖面在不同坡角下的安全系数,确... 本文以山西朔州平鲁区后安煤矿采煤沉陷区为研究对象,结合现场地质勘察与室内岩土力学试验数据,采用Bishop极限平衡法对沉陷区南、北、东、西四个方向的边坡剖面进行稳定性分析。通过圆弧滑动模型计算各剖面在不同坡角下的安全系数,确定了最终稳定边坡角分别为南帮33˚、北帮30˚、东帮33˚、西帮33˚,并给出了相应的安全储备系数选取依据。研究结果表明,所确定的边坡角可为沉陷区治理中黄土覆盖量估算及边坡加固设计提供科学依据。本研究建立的边坡稳定性评价方法对类似地质条件矿区的沉陷区治理具有参考价值。 展开更多
关键词 BISHOP法 边坡稳定性 采煤沉陷区 安全系数 边坡角 后安煤矿
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夏店煤矿3117工作面覆岩离层注浆减沉效果与地表移动规律研究
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作者 常伟 《煤》 2026年第3期1-3,25,共4页
针对山西潞安夏店煤矿“三下”压煤开采面临的地表沉陷控制难题,以3117综放工作面为工程背景,开展了覆岩离层注浆技术的现场实测与数值模拟综合研究。通过建立地表岩移观测站,获取了注浆条件下地表下沉、水平移动及变形等关键参数。研... 针对山西潞安夏店煤矿“三下”压煤开采面临的地表沉陷控制难题,以3117综放工作面为工程背景,开展了覆岩离层注浆技术的现场实测与数值模拟综合研究。通过建立地表岩移观测站,获取了注浆条件下地表下沉、水平移动及变形等关键参数。研究结果表明:采用覆岩离层注浆技术后,3117工作面对应地表最大下沉值为78 mm,相较于传统开采方法的预计下沉值,减沉率高达90%;地表移动变形值均显著减小,下沉盆地平缓。采用FLAC^(3D)进行的数值模拟结果与实测数据高度吻合,揭示了离层注浆通过“支撑-压实-耗能”机制有效阻断覆岩移动向地表的传递。本研究为类似地质采矿条件下“三下”压煤的安全、高效开采提供了重要的技术依据和实践经验。 展开更多
关键词 覆岩离层注浆 地表移动 减沉效果 概率积分法 数值模拟
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